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00Cr21Ni56Mo16W4 (Inconel 686)

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合金也系(xi)(xi)鎳(nie)鉻鉬系(xi)(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)一(yi)種較新(xin)牌號，并于(yu)1993年問世。此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)系(xi)(xi)在Hastelloy C-276基(ji)礎上，僅提高鉻量(liang)到(dao)～21%,降(jiang)低鐵量(liang)到(dao)≤2%,使此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)Cr+Mo+W總量(liang)高達(da)41%,系(xi)(xi)此(ci)(ci)類合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)最高的(de)(de)。在一(yi)些介質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)，686合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)耐蝕性(xing)一(yi)般優于(yu)前述(shu)的(de)(de)幾種Ni-Cr-Mo系(xi)(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。但由于(yu)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)Cr+Mo+W總量(liang)高，因此(ci)(ci)即(ji)使此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)含鐵量(liang)≤1%,合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)熱穩定性(xing)仍會(hui)受到(dao)一(yi)定影(ying)響。為(wei)此(ci)(ci)，為(wei)了防止此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)固(gu)溶態基(ji)體上仍會(hui)有金(jin)(jin)(jin)屬間相等的(de)(de)存在，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)固(gu)溶處理溫度需高達(da)～1200℃且(qie)需快速(su)冷(leng)卻。

一、化學成(cheng)分和組織特點

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合金的化學成分見表 。

  此合(he)(he)金固溶處理態系呈面心(xin)立方的單一(yi)奧氏體組織，但經熱成(cheng)型和(he)焊態則在基體上會(hui)有μ相等金屬間相和(he)少量碳化物析出。圖3-5-38所示照片(pian)為合(he)(he)金元素成(cheng)與 686合(he)(he)金 相近的 622合(he)(he)金經掃描電鏡觀察(cha)所獲得的μ相照片(pian)。

二(er)、耐(nai)腐蝕性(xing)能(neng)

  1. 全面(mian)腐蝕

 （00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)全(quan)(quan)面腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)見圖(tu)3-5-39和圖(tu)3-5-40,系(xi)此合(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)硫酸(suan)、氯(lv)化氫(qing)中的(de)(de)(de)等腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)圖(tu)并(bing)(bing)與其他Ni-Cr-Mo(-W)型合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)比較(jiao)；圖(tu)3-5-41則系(xi)此合(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)幾種(zhong)還原性(xing)(xing)酸(suan)中的(de)(de)(de)耐(nai)全(quan)(quan)面腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)并(bing)(bing)與C-4、C-276、C-22、622合(he)金(jin)(jin)(jin)、59合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)比較(jiao)。可以明顯(xian)看出，在(zai)(zai)所試驗的(de)(de)(de)諸多(duo)介(jie)質條件(jian)下，686合(he)金(jin)(jin)(jin)具(ju)有最佳的(de)(de)(de)耐(nai)全(quan)(quan)面腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。

  2. 局部腐蝕

    ①. 晶間腐蝕 

     圖3-5-42系686合金在沸騰溶液（33%H₂SO₄+1.2%HCl+1%FeCl₃+CuCl₂,ASTM G28)中的時間－溫度敏化曲線。固溶態的00Cr21Ni56Mo16W4合金在此介質中的腐蝕速率為0.25mm/a.而圖3-5-42的結果表明，此合金對晶間腐蝕最敏感的溫度是950℃.當敏化時間＜1h,此合金的腐蝕速率可＜0.51mm/a,敏化＞1h后，合金的腐蝕速率顯著增加，敏化4小時,腐蝕速率可高達2.5mm/a。

     進一步研究表明，降低686合金的C≤0.008%,Fe<0.5%,并加入穩定化(hua)元素Ti(控(kong)制Ti/C比(bi)），可顯著降低686合金的晶間腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)。圖(tu)3-5-43系(xi)采取(qu)降碳、降鐵、加鈦，控(kong)制Ti/C后的合金（622-00Cr21Ni59Mo14W3Ti)的腐蝕(shi)試驗結果。顯然(ran)，采取(qu)此措施(shi)后，抑制了(le)碳化(hua)物等的有害作用，敏(min)化(hua)態耐蝕(shi)性(xing)獲(huo)得顯著提高。

    ②. 點腐蝕(shi)和(he)縫隙腐蝕(shi) 

     表(biao)3-5-57和(he)表(biao)3-5-58列出了 686合金(jin)(jin)的耐點蝕性和(he)耐縫隙腐(fu)蝕性能。可(ke)以看出，在所(suo)試驗條件下，686合金(jin)(jin)的耐點蝕性（腐(fu)蝕速率和(he)臨(lin)界點蝕溫(wen)(wen)度(du)）優(you)于(yu)C-276合金(jin)(jin)（00Cr16Ni60Mo16W4),耐縫隙腐(fu)蝕性能（臨(lin)界縫隙腐(fu)蝕溫(wen)(wen)度(du)）在Green Death溶液中既優(you)于(yu)C-276,又優(you)于(yu)00Cr22Ni60Mo13W3合金(jin)(jin)。

     圖3-5-44系在 11.9%H₂SO₄+1.3%HCl+1%FeCl₃+1%CuCl₂溶液中，686合金與其他幾種鎳鉻鉬（鎢）合金耐縫隙腐蝕性能的比較，可以看出，686合金的耐縫隙腐蝕性最佳。

     表3-5-59系686合(he)金(jin)堆(dui)焊(han)層在苛刻的(de)氧化(hua)性(xing)氯化(hua)物(wu)溶液(ye)中的(de)臨界點蝕(shi)電位并(bing)與C-276和C-22、622三(san)種鎳鉻鉬（鎢）合(he)金(jin)對(dui)比的(de)結果，可(ke)以(yi)看出，686合(he)金(jin)的(de)堆(dui)焊(han)層耐(nai)點蝕(shi)性(xing)良好，在同(tong)樣采用MIG焊(han)時，686合(he)金(jin)的(de)堆(dui)焊(han)層的(de)耐(nai)點蝕(shi)性(xing)也優于C-276、C-22和622合(he)金(jin)。

三、力學(xue)性能(neng)

  （00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合金的(de)室溫(wen)力學性能見表3-5-60。高溫(wen)力學性能見圖3-5-45。從圖3-5-45可看(kan)出686合金的(de)高溫(wen)試(shi)驗數據和美國機械工程學會鍋(guo)爐(lu)和壓力容器委員會所給出的(de)允許設計應力值(zhi)。

    不同溫(wen)度時效100小時對(dui)00Cr21Ni56Mo16W4合金室(shi)溫(wen)和低(di)溫(wen)沖擊吸(xi)收功(gong)的影響見表3-5-61。圖3-5-46系退火態00Cr21Ni56Mo16W4合金的疲勞曲線。

四、冷熱加(jia)工及成型性能

  冷(leng)加(jia)工(gong)對合金(jin)(jin)室(shi)溫力學性能的(de)影響(xiang)見圖3-5-47，可(ke)(ke)以看出，隨冷(leng)加(jia)工(gong)變形量(liang)的(de)增加(jia)，686合金(jin)(jin)的(de)強(qiang)度提高，伸長率下(xia)降。此合金(jin)(jin)的(de)熱(re)加(jia)工(gong)和熱(re)成型性可(ke)(ke)參考(kao)前述(shu)鎳鉻鉬(mu)合金(jin)(jin)的(de)資料。

五、焊接性能

  686合金的(de)焊接(jie)性能(neng)良好，可按(an)Ni-Cr-Mo(-W)合金的(de)焊接(jie)工藝(yi)進行焊接(jie)，填充金屬使用與686的(de)同(tong)材合金，焊后(hou)可獲得優良的(de)耐腐蝕性能(neng)。

六、物理(li)性能

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合(he)金(jin)的物(wu)理(li)性能(neng)見表3-5-62。

七、應用

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合(he)金(jin)主要用于海水、醋酸、氯(lv)化(hua)(hua)氫、氟化(hua)(hua)氫、濕(shi)法(fa)磷酸和采用混酸的酸洗液等介質中(zhong)。特別是在含有(you)大量氯(lv)離子又有(you)氧化(hua)(hua)劑(ji)的溶液中(zhong)大為適(shi)用。此合(he)金(jin)可制作容器(qi)(qi)、管線(xian)、泵、閥、板(ban)式換(huan)熱器(qi)(qi)、二氧化(hua)(hua)碳冷(leng)卻塔等的設備和構件(jian)。